(57)【要約】【課題】本発明は、従来のゴルフクラブの打点位置特定には、感圧紙を貼り付けたり剥がしたり、紙の違和感の欠点があり、また、高価な高速度カメラには、眩しさ、照明電源、危険、壊れ難さ、カメラの損傷の恐れ、簡便ではないなどの重大な欠点があった。それらを改良した簡便に打点位置の特定容易な練習用ゴルフクラブを提供することを目的とする．早いスイング、ボールの早さのため、画像方式では、全く不可能とされていた。【解決手段】シャフトに、撮像センサとモニタと演算部を設けることにより、ヘッド速度、ボール速度に殆ど関係のない相対的静止画像性を巧みに利用し、画像メモリと演算部で高確率で、打撃点を簡便に判別化できることに成功し、何度でも使用可能にした。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ゴルフクラブにおいて、▲１▼電源を入れるＳ／Ｗまたは、▲２▼電源を入れるセンサ、▲３▼シャフトに装備され実質的に焦点がヘッドに合わされたイメージセンサ、▲４▼画像メモリー部、▲５▼画像よりボール位置を計算する演算部、▲６▼打撃位置を表示するモニタ部を同時に満足することを特徴とする打撃位置表示型練習用ゴルフクラブ。
【請求項２】
ゴルフクラブにおいて、▲１▼電源を入れるＳ／Ｗまたは、▲２▼電源を入れる加速度センサ、▲３▼衝撃を検知するセンサ、それからの信号を受け取ってイメージセンサを作動させるトリガ機構部、▲４▼シャフトに装備され実質的に焦点がヘッドに合わされたイメージセンサ、▲５▼画像メモリー部、▲６▼画像よりボール位置を計算する演算部、▲７▼打撃位置を表示するモニタ部を同時に満足することを特徴とする打撃位置表示型練習用ゴルフクラブ。
【請求項３】
請求項１および請求項２において、シャフトに装備され実質的に焦点がヘッドに合わされたイメージセンサが複数個あることを特徴とする打撃位置表示型練習用ゴルフクラブ。
【請求項４】
請求項１および請求項２において、シャフトに装備され実質的に焦点がヘッドに合わされたイメージセンサ内部に複数の焦点を結ぶ機能としていることを特徴とする打撃位置表示型練習用ゴルフクラブ。
【請求項５】
請求項１，２，３，４において、イメージセンサ部とモニタ部とが一体となっていることを特徴とする打撃位置表示型練習用ゴルフクラブ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】本発明は練習用の新規なゴルフクラブ、特にクラブシャフトに画像センサ（以後、イメージセンサとも、カメラとも言う）有し、フェース面でのボールの「打撃位置」を正しく知ることができる練習用ゴルフクラブに関する。
【背景技術】
【０００２】古くから、演習用（練習用）ゴルフクラブとして、ボールの打撃位置、すなわちクラブヘッドの球（ボールとも言う）当り面（フェース、フェース部とも言う）の何処にボールが当ったかや、打撃応力や打撃角度を知りたいということは、練習者、初心者（または、下手な人）にとって、重大な関心事であった。【０００３】そのため、ある種の感知器（センサ＝センサー＝抽象名詞「感知素子」）、表現を変えれば、他の抽象名詞トランスデューサ（物理量を電気信号に変えて出す素子、広義には一つのエネルギー形態を別のエネルギー形態にすること）を取り付け、それを表示器（モニタ）等で表示して見たいと言うのは、極めて古くからゴルフ仲間で交わされる願望的表現としての会話の中にあった。【０００４】すなわちこれらは古くからの願望であった。従って、具体的にどのような手段か明らかにせず、抽象的に感知器と表示装置付きのゴルフクラブというだけでは、願望であって発明ではない。しかしながら、現実にこの願望を具体化する具体的技術・方法が全く分からないため、多くの願望としての提案があるものの実質的には長らく未解決のまま実用化されず放置されてきた。【０００５】願望だけではなく、証明のあるどういう機能を持つセンサを、何処に、どのように配置し、どう言う信号を、どのタイミングでデータ（データーとも言う）が取れるように処理し、どのように演算部で処理し、どのような表示形態・姿で、何処に、どのように表示し、しかも実験により正しく処理できたがなどの具体的実験に基づく内容の開示が乏しかったのである。【０００６】他方、高速度カメラで打撃の前方から撮影して見るのは、物凄いヘッド速度のため、設備が大げさで高額の費用がかかり、各コマの短いシャッター時間での感度との関係で明るいライトが必要であり、照明の眩しさなどが欠点で、更に打球が飛んで来る前側から撮影しなければならないし、正面からボールが飛んで来るので撮影者には特に危険であり、カメラを壊さないための保護なども含め重大な欠陥が多数あった。【０００７】本発明者の知る限りにおいて、具体化されたのは、ヘッドに感圧変色紙を貼り付け、その紙の変色により何処にボールが当たったかを知る紙が市場に出ている。これは、クラブのフェースに、紙を貼り付け、また剥がさなければなければならないと言う面倒さの繰り返しや紙による打撃感が異なるという重大な欠陥があった。【０００８】これまでに、古く米国エヴァンスの特許群（特許文献１、２，３）には、ゴルフクラブヘッドに加速度計や、シャフトに曲げ応力計、歪み計を取り付け、それを離れたモニター（表示装置：具体的例：オシロスコープ）に表示すると言う提案が示されている。また継続するスイングでのそれらを対比して、表示する試みも示しているが、フェースのどの部分に当たったかについては、表示に成功していない。またそれらの特許には既にそれより以前の特許が多数引用や参考にされており、古くからの上述の願望があったことが認められる。【０００９】ハモンドの米国特許群（特許文献４で代表させる）には、加速度計をヘッド内に直行する三方向に向けて配置し、事前の打点データ信号と現実の信号を対比してフェースの何処にヒットしたかを推定するとしているが、詳細には示していないし、ボールには、強弱、回転、ボールの種類・メーカーの差異、湿り差、汚れ差、温度差などがあり加速度計だけでは、成功したとは見なすのに十分ではない。【００１０】ファーマの米国特許（特許文献５）には、一つの加速度センサ（トランスデューサでもある）を介して得た衝撃値により加速度の減衰と飛距離との予備的試験結果との関係のグラフから、液晶デスプレイ（ＬＣＤ）や、発光ダイオード（ＬＥＤ）に示すと言う提案がなされているが、打撃位置の表示には、成功していない。【００１１】浅野らの特許（特許文献６）には、スイートスポットに当たる練習機が、記されており、外部に特殊光源を置き、球の代わりに、孔の開いたゴム板の様な物を置き、クラブのスイートスポットの中央に孔を開けたフェースとし、その裏（内側＝ヘッド内部）に受光素子を設け、正しいスイング時のみ、ゴム板の穴を通過し、受光素子に、特殊光が到達するので、その信号は、結果の伝達手段（音、光等）で知ると言う内部・外部の双方に仕掛けを組み込んだ概念が提案されている。【００１２】また、そこには、全く逆も同様だとしており、フェース内に発光素子があり、球が正しく当たった時、外部の受光素子に達するので、正しく振れたと知り得ると言うもので、他の詳細は、読んだ者の理解の範囲を超えている。ゴルフコースでは、そのような外部装置（仕掛け）は、組み込めないと言う重大な欠陥を有する。【００１３】イガラシの米国特許（特許文献７）には、ゴルフクラブヘッド内に空洞を設けウレタンフォームで穴埋めし、トランスデューサを用いＣＲＴ（ブラウン管）のようなところに表示するなど有効な打撃範囲を決めることが、提案されているが、かかる改造品でのスイートスポットであり、改造品で無い品のそれとはかけ離れていると見做せるし、真の打撃位置特定化手段は明らかにされていない。【００１４】出海の特許（特許文献８）には、構造物における音からその発生する位置を割り出す一つの手段が開示されている。クラブでの音による打撃位置特定化には、成功していない。【００１５】ヤスダらの米国特許（特許文献９）には、打ち放し練習場の様な所でのボールをセットする場の下に磁気センサを設け、スイングによる金属の移動により発生する信号を解析し、ヘッド速度、スイング軌跡、フェース角などを測る方法が提案されている。これは、打つべき打球の下に仕掛けが必要であり、大きく異なる多くのクラブの種類に左右されそれぞれの打点位置データを明らかにし難く、係る仕掛けの設置が大げさすぎて、簡便ではない。打点位置を特定化することに成功したとは見なせない。クラブ内ではなく、外部であり、対象から外れている。コースに出て歩けば、最早測定できない。【００１６】クスタノヴィッチの米国特許（特許文献１０）には、選択的導電電極部と感圧インピーダンス測定部を同心円的に配置し、インパクトの力と位置を割り出す方法が、提案されている。ピッチャーの投球練習やゴルフ等のスポーツでの測定に使えるとしているが、ゴルフの打撃時の衝撃は、驚くべき高圧であり、これを何処に配置するか、ヘッドの外部に設置する場合は、耐久性が低いなど、また内部ならば衝撃がフェース金属板のためにぼやけるとみなせるなどの重大な欠陥があった。特に打点位置の特定化には、成功していない。【００１７】坂本の特許出願（特許文献１１）には、ゴルフクラブに、圧力センサを取り付け、ボールに関する情報をマイクロコンピュータで、適宜場所・部位で表示させる概念が示されている。特に、シャフト下部に固定した圧力センサで、打撃力値を測定し、表示することも記載されている。これは、前述のエヴァンスの米国特許に似ていて、打撃位置判別には成功していない。【００１８】プットの米国特許（特許文献１２）には、パターには着脱式のもの（ウッドには、埋め込み式）で、トランスデューサをフェイス部に配置し、前後の方向の位置に対し何処に当ったかを知るもので、直接ボールが触れて当たると、驚くべき高い衝撃値（例：１トン／平方センチメートルと推定）の繰り返しに耐えないという重大な欠陥を有する。更にフェースの値は前後（トウ側か、ヒール側か）のみで、フェース面の上下方向が不明と言う欠陥を有する。【００１９】石橋の実用新案（特許文献１３）には、光センサを複数か所配設し、それぞれに発光装置を設ければ、そこが光るので何処に当たったを判断できるとの提案がある。同じ場所での表示も行うことは、困難、耐久性が劣る、重くなるなどが、考えられる。また、感知することから、表示までの過程が、具体手的に如何にすれば良いか明らかでない。【００２０】ウイルヘルム特許（特許文献１４）には、最大打撃力とその打撃位置を、表示部に示すゴルフスイング評価システムが開示され、その目的達成のための具体的内容が少なく、願望のようなクレームの表現をとっている。具体例としては、ピエゾエレクトリックセンサの配置が開示され、電圧と時間の関係から解析する手段も開示されている。グリップの他端、腕時計のようにグリップ部へ表示部を設けることも開示されている。耐久性と正確性の観点からは、打撃位置表示には未だ達成されたとは見なせられない。【００２１】東久保らの特許（特許文献１５、１６）には、フェースには孔があり、光ファイバを束ねてシャフトを通し、判別部で解析すると言うものが示されている。光ファイバなので、▲１▼大変重くなり、また、▲２▼光ファイバはもろく、衝撃の繰り返しなので切断し易い、▲３▼繊維を束ねて入れて作る作業が極めて困難か不可能で、少々シャフトを太く改造しても時間と手間が掛る、▲４▼束ねる時に乱れ、精度が悪くなる、▲５▼シャフト部に空間的な制限があり多数本化は、実質不可能、などの諸欠点があった。【００２２】渡部の考案（特許文献１７）には、上記願望が記されていると共に、具体的にはゴルフクラブのフェース外面から内面に至る「接触子」があり内面に設けられた多数の（碁盤目状に配置し）接点ユニット（ゴム）を設け、ボールが当ると接触子が押されて接触通電し、位置を検出し、結果を表示装置に表示させるものの開示があるが通常、打撃と同時に複数の接触子が動作するが、その演算即ちどの様に計算すると正しく表示されるかは不明で、具体的で無いし耐久性に問題が残っている。【００２３】ゲッドニ特許には（特許文献１８）には、上記坂本特許の基本的概念や、ウイルヘルム特許を用い、衝撃力または伸長力のピーク値を用いて解析するなど、より細かく限定的表現をして、ヘッドに設けた複数のセンサにより衝撃力を検出し、該衝撃力と球の移動方向（スライスやフックに相当）を表示することが記載されているが、打点位置の特定については、明確ではない。【００２４】マーシュ特許（特許文献１９）には、複数のセンサ素子からなる圧電フイルムをフェースに接着すること及びセンサ素子を直交アレイや偏心円パターンなどにすることが記載されている。【００２５】鈴木らの特許（特許文献２０）には、ヘッドにボールの当たり位置を検出する衝撃センサ等の検出手段を複数設けその当たり位置を表示する液晶表示方式、点灯表示方式等、による表示手段をシャフト部に設けること、及び当たり位置によるボールの飛距離を理解させる願望が記載されているが、これも渡部の考案と同様の問題がある。【００２６】一家らの特許（特許文献２１）には、音による位置特定で特に同心円的にセンサを配した特長を生かしたものが、記されている。【００２７】
【特許文献１】ＵＳＰ３，２７０，５６４（１９６４−５−１８出願  １９６６．９，６公開：エヴァンス）
【特許文献２】ＵＳＰ３，７９２，８６３（１９７２−５−３０出願  １９７４．２．１９公開：エヴァンス）
【特許文献３】ＵＳＰ３，８０６，１３１（１９７２−３−２９出願  １９７４．４．２３公開：エヴァンス）
【００２８】
【特許文献４】ＵＳＰ３，９４５，６４６（１９７４−１２−２３出願  １９７６．３．２３公開：ハモンド）
【特許文献５】ＵＳＰ４，０８８，３２４（１９７６−１２−６出願  １９７８．５．９公開：ファーマ）
【特許文献６】特開昭５６−３１７６６（１９７９．８．２４出願  １９８１．３．３１公開：浅野）
【００２９】
【特許文献７】ＵＳＰ４，５２３，７５９（１９８３−５−１１出願  １９８５．６．１８公開：イガラシ）
【特許文献８】特開昭５９−２３１４６２（１９８３−６−１５出願  １９８４．１２．１６公開：出海）
【特許文献９】ＵＳＰ４，６１５，５２６（１９８５−１０−２５出願  １９８６．１０．７公開：安田ら）
【００３０】
【特許文献１０】ＵＳＰ４，６５９，０９０（１９８５−８−２１出願  １９８７．４．２１公開：クスタノヴィチ）
【特許文献１１】特開昭６２−１９２１８６（１９８６−２−１７出願  １９８７．８．２２公開：坂本ら）
【００３１】
【特許文献１２】ＵＳＰ４，８９８，３８９（１９８７−９−８出願  １９９０．２．６公開：プット）
【特許文献１３】実公平６−１１０２７（１９８８．８．２０出願  １９９０．２．２７公開：石橋）
【特許文献１４】ＵＳＰ４，９９１，８５０（１９８８−１２−２２出願  １９９１．２．１２公開：ウイルヘルム）
【００３２】
【特許文献１５】特開平３−１４６０７９（１９８９−１１−２出願、１９９１．６．２１公開、東久保ら）
【特許文献１６】特開平３−１４６０８０（１９８９−１１−２出願、１９９１．６．２１公開、東久保ら）
【特許文献１７】実開平４−９２２７３（１９９０−１２−２７出願  １９９２．８．１１公開：渡部ら）
【００３３】
【特開文献１８】
特開平０５−１１５５８６（１９９２−４−２０出願：ゲッドニら）
【特許文献１９】特開平１０−１１８２３８（１９９７−９−９出願：マーシュ）
【特許文献２０】特開２０００−８４１３３（１９９８−９−９出願：鈴木ら）
【００３４】
【特許文献２１】特開２００４−８１４０７（２００２−８−２６出願：一家ら）
【非特許文献１】安居院猛ら著「画像の処理と認識」（昭晃堂  ２００４．９．３０初版１６刷）１４０から１５７頁
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００３５】しかしながら、従来の技術には、誰しもが容易に考える抽象名詞「感知部（センサ）」やトランスデューサを取り付けて測定したいと言う一般人の「願望の羅列」であって、打撃位置特定の願望を解決する電気的手段が（感圧紙の方法を除く）具体的には乏しく、実用に耐える「完成された技術」がいずれも開示されていない。【００３６】また、実質的に正しい打撃位置の特定化に成功していない、実験していない、重くなり過ぎる、そのシステムが簡単ではない（複雑）、特に打撃時の衝撃に耐えない（耐久性）、壊れやすい、判定方法が曖昧、ヘッドに収まり切らないなどのいずれかが欠けており、実現化あるいは実用化困難と言う重大な欠点があった。【００３７】例えて言うならば、前者は「月に乗り物で行きたい（＝宇宙船）」とか、「ロボットで不在の時に、部屋の掃除をしておいて欲しい（＝自動走行掃除機）」と言うがごとき願望の羅列表現だけなのに、「月に行ける機能を有する宇宙船」「一定時間以上人間を感知しない時、部屋中を掃除する自動掃除機」などとして具体的手段が未解決なのに特許出願の請求項目化されて出願されているに等しいものが多い。【００３８】ゴルフクラブについては、具現化した実施例の詳細が乏しく、具体的な位置特定化に成功したとはみなせないし、または市場にも見かけない。また、解決手段の「上位概念」的表現が多いために、特許などで、権利化できないのであれば研究して実施しても真似物がすぐに出るので、研究投資は無駄などの考えがでて、現実化の技術の発展・進歩を妨げ，特許出願制度の悪い面が出てきていた。【００３９】具体的達成手段・技術が特許とされなければならないのに、願望的表現、または抽象的表現の請求項が記載され、多くの技術的進歩への弊害が生じている。特にゴルフクラブフェースでの打撃位置特定化手段については願望手段と言えるものであった。【００４０】また、上記は未だに、市場に出ていないと言うことからしても実施困難または打撃位置の判定が困難、または直ぐに壊れる等といういずれかの重大な欠陥があったと見られる。【００４１】なお、ＰＶＤＦ（ポリフッ化ビニリデン）という圧電素子（トランスジューサ）は、ヘッドの打撃部の表面に硬い金属板があるので（前提としている）同じように動いて起電力が小さく、壊れやすくまたは、変形してしまうという欠点があった。また、硬い材料で背部から支えると言う重要な記載が無いので、起電力が小さいこと、位置特定化の精度が低いことは申すまでもない。【００４２】本発明は上記の諸欠陥の無い、工業化可能な実用的技術を具体的に提供することを目的とする。また、特に軽量化と精度という相互矛盾の最大の課題が未だに解決していないという欠点を改良しつつ、同時に多くのトレードオフ関係にある課題を同時に満足する手段を提供することを目的とする。この種のトレードオフの課題は公知の文献では、明らかになっていないし、解決もされていない。そのために、市場に出せる発明が提供されなければならない。【００４３】実行可能なもののうち、高速度カメラによる方法は、ヘッドも高速、ボールも高速なため、極めて明るい照明が必要で、そのため手段が大げさで、時間が掛る、費用が高すぎ、撮影者が危険、眩しい、前から撮影しなければならないので機材にボールが当たる（壊れる）などの重大な欠点があった。他の実行可能なもののうち、感圧紙による方法の重大欠点は、前述した。【００４４】特に解決すべき主な課題としては、次の通りであり、他の諸目的は詳細な説明中で明らかにするであろう。即ち従来の提案の未達部分を、飛躍的かつ現実に会うように改良する事にある。【００４５】▲１▼当り位置が実質的に正しく表示され、その証明・確認が取れていること
▲２▼打撃の瞬間を捉えていること（振り上げている時や打った後のデータではないこと）【００４６】▲３▼どういう手段でまたは計算で、打撃位置を判定したかの真の開示があること、
▲４▼軽いこと（軽重量化、電源部も含む）
▲５▼小さくできること【００４７】▲６▼繰り返しの衝撃に耐えること（耐久性）
▲７▼実用的な正確さの範囲で、正しく位置表示できること（精度）
▲８▼消費電力が小さいこと（電力）
▲９▼生産化に当って高価でないこと（工業化フィージビリティ、安定性、再現性、経済性）
▲１０▼使用者に操作上の負担をかけないこと（イージーケア、見易さ、扱い易さ、リセット性、即応性、簡便であること）【００４８】▲１１▼出来上がりがよいこと、少なくとも見苦しくないこと（感性視点高品位化）
▲１２▼検出部の数が少ないこと
▲１３▼外部、すなわちグランド側に、特殊な仕掛けの設置の不要なこと
▲１４▼結果が、見易いこと、
▲１５▼節電が出来る事【００４９】▲１６▼結果の見逃しが、復元できること、
等の総合的諸項目をバランスよく解決することを目的とする。特に工業的実施化できる課題に答える手段を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００５０】  本発明の骨子は、次の通りである。すなわち、【００５１】（１）ゴルフクラブにおいて、▲１▼電源を入れるＳ／Ｗまたは、▲２▼電源を入れるセンサ、▲３▼シャフトに装備され実質的に焦点がヘッドに合わされたイメージセンサ、▲４▼画像メモリー部、▲５▼イメージセンサからの画像からボール位置を計算する演算部、▲６▼打撃位置を表示するモニタ部を同時に満足することを特徴とする打撃位置表示型練習用ゴルフクラブである。【００５２】（２）ゴルフクラブにおいて、▲１▼電源を入れるＳ／Ｗまたは、▲２▼電源を入れる加速度センサ、▲３▼衝撃を検知するセンサ、それからの信号を受け取ってイメージセンサを作動させるトリガ機構部、▲４▼シャフトに装備され実質的に焦点がヘッドに合わされたイメージセンサ、▲５▼画像メモリー部、▲６▼画像よりボール位置を計算する演算部、▲７▼打撃位置を表示するモニタ部を同時に満足することを特徴とする打撃位置表示型練習用ゴルフクラブである。【００５３】（３）上記（１）および（２）において、シャフトに装備され実質的に焦点がヘッドに合わされたイメージセンサが複数個あることを特徴とする打撃位置表示型練習用ゴルフクラブである。【００５４】（４）上記（１）および（２）において、シャフトに装備され実質的に焦点がヘッドに合わされたイメージセンサ内部が複数の焦点を結ぶ機能となっていることを特徴とする打撃位置表示型練習用ゴルフクラブである。【００５５】（５）上記（１），（２），（３），（４）において、イメージセンサ部とモニタ部とが一体となっていることを特徴とする打撃位置表示型練習用ゴルフクラブである。【００５６】この発明は、好ましい構成を含めて５項目になっているが、主な技術思想の秘訣を順次説明する。先ず、高速度カメラを用いる手段には多数の欠点があると、上記で欠点を指摘し非難しておきながら、なぜ、画像センサ（イメージセンサーとも記すこともある）を用いているではないかと言う指摘が生まれるであろう。ここに手段の秘訣がある。カメラを画像センサと言い換えしたのではない。【００５７】驚くべき技術思想の秘訣は、画像センサをクラブヘッドに向けて設けてシャフトに設置すると、クラブをプロ級の人が振っても、センサもヘッドも、両方同時に動くので、相対的に、ほとんど動きがない画像になっていることに注目されるべきである。【００５８】本発明の構成をとると、少しの撓み程度の動きしかなく、相対的に静止に近いという点に、驚くべき秘訣がある。更に、一般的に行う「高速度カメラ」による検証で、ボールは、打撃時、長くて５００マイクロセコンドの間、ヘッドのフェースに接しており、一瞬ボールが変形し、次にフェースからボールが離れていくのも、驚くべきことに、相対的には極めて遅く動くことになり、画像センサーに十分映る程度の速度なのである。この秘訣を知らないものは、高速度カメラではないので、画像にはボールの痕跡すら映っていないと推定するのが普通である。【００５９】そのため、高速度カメラの場合のような眩しいほど明るいライトの照射は必要ないのである。ヘッドの速度は、人により大差はあるが、アマチュアで、３５−４７メータ／秒で、プロで４７−５３メータ／秒前後の高���なのに、実施結果を見て、アッと驚く結果がえられたのである。【００６０】この驚くべき結果を利用すると、画像が予想よりもハッキリと得られ、解析可能な画像が得られ、打点位置の計算が、初めて可能となったのである。【００６１】「電源を入れるＳ／Ｗ」とは、モニタ横に付けられた、電源のスイッチである。別の場所でも差し支えない。【００６２】「電源を入れるセンサ」とは、スイングの開始を検知するためのもので、別名「角速度センサ」とも「通常の加速度センサ」、「ジャイロセンサ」、「地磁気センサ」とも呼ばれているものが、好適に使える。【００６３】「衝撃を検知するセンサ」とは、ヘッドフェースとボールとの接触を感知し、画像取り込みの開始タイミングを決めるものである。別名「角速度センサ」とも、「通常の加速度センサ」、「ジャイロセンサ」「地磁気センサ」「衝撃センサ」「マイク」、「圧電素子」とも呼ばれているものが、好適に使える。【００６４】なお、画像取り込みは開始タイミング前後の画像を取り込むことでもよいし、開始タイミング前後の画像を取り込むことでもよいし、スイング全ての画像を取り込むことでもよい。衝撃を検知するセンサ、それからの信号を受け取ってイメージセンサを作動させるのを「トリガ機構部」と呼ぶ。【００６５】「イメージセンサ」の定義は、ＣＭＯＳ固体撮像素子、或いは、ＣＣＤ固体撮像素子とも呼ばれている。撮像デバイスである。撮像デバイス（撮像管、固体撮像素子）の働きは、撮影対象物から発した光をレンズなどの光学系によって撮像素子の受光平面に結像させ、その像の光による明暗を電荷の量に光電変換し、それを順次読み出して電気信号に変換することである。「画像メモリー部」とは、固体撮像素子で、撮影した像を保存する半導体のメモリー部である。【００６６】「画像よりボール位置を計算する演算部」とは、撮影した画像からボールを検出する。次いで、ボールの中心をもとめる。ボールのサイズを計算する。クラブフェース面に対する位置を算出させる。【００６７】このときは、（１）（２）共に、ボールの大きさは、固定（例えば、４２．６７ｍｍは、一番手前で、シャフトの延長線上）して計算し、それよりも小さく写った場合は、遠くにあると見なす。実験の結果、驚くべきことに、誤差は２ｍｍ以下となった。検証は市販の変色紙（（株）ジャパーナ製）を用いて行った。図を用いて、計算の実態を説明する。撮影時のボールサイズ（ピクセル数）から図１の中のｃ（Ｋ−Ｂ）の長さを計算する。【００６８】先ず、ｐ１、ｐ２の求め方を示す。
ここでスケールを撮影時のピクセル数に変換し座標を作成する。
β＝ｔａｎ−１（ｙ１／（ｘ１＋ｓ１）
ｍ１＝ルート〔（ｘ１＋ｓ１）２＋ｙ１２〕
ここでｓ１＝単位長とする。
ｍ１＝ルート〔（ｘ１＋１）２＋ｙ１２〕
ｐ１＝ルート〔ｓ１２＋（ｍ１−ｍ）２−２・ｓ１・（ｍ１−ｍ）・ｃｏｓβ〕
＝ルート〔ｍ２＋（ｍ１−ｍ）２−２・１・（ｍ１−ｍ）・ｃｏｓβ〕【００６９】打撃位置の座標を求めるためには、次の計算式をつかう。
カメラ取り付け位置での単位ｃｍのピクセル数＝ｐｓ  とし、
ボール計測値（ピクセル数）    ＝ｂｐ
ボールサイズ                  ＝ｂｓｚ（４２．６７ｍｍ）
カメラ取り付け位置            ＝ｍ                  とし、
（ｐ１・ｂｐ・ｃ）／（ｐｓ・ｂｓｚ・ｍ）＝１    から
ｃ＝（ｐｓ・ｂｓｚ・ｍ）／（ｐ１・ｂｐ）
ａ＝ｃ・ｃｏｓβ
ｂ＝ｃ・ｓｉｎβ
という座点位置が求められる。【００７０】演算部の電子回路により、このような，数値計算を、一瞬に遂行する。
それを表示するのが、「打撃位置を表示するモニタ部」部である。この時、クラブフェース図面と打撃中心を表示する方法と、クラブフェース図面とボールを表示する方法と、いずれも選ぶことができる。点滅も、カラー表示も可能である。【００７１】イメージセンサを複数個設けると、ボールの大きさは、固定（例えば、４２．６７ｍｍは、一番手前で、シャフトの延長線上）して計算する必要性はない。
他方、一つのレンズを、２つに分けて機能させ、イメージセンサを複数個設けるのと、同じ結果をもたらすことができる。【００７２】更に、イメージセンサ部とモニタ部とが一体となっていることは、非常に好ましいことを見出した。産業的に生産するときも、ユーザにとっても簡便であるからである。勿論、それぞれ別々に、設けることが、普通ではあるが、イメージセンサ部とモニタ部との一体型が好ましい。一体型のとき、それを、取り外し、規則違反とされないで、使うことも可能である。【００７３】「変更可能な事項」としては、電源部をシャフト内に設けても良いし、実装部に設けても良い。表示部は、カメラ部とは、別の場所に設けても良い。
カメラは、実質的に複数個設けることも好ましい。この時、次のように定義した時、更にその下に示した式で計算でき、演算部のプログラムに実装できる。【００７４】すなわち、空間座標として、ＸはＸ軸、ＹはＹ軸、ＺはＺ軸とし、距離ｈだけ離れた点ＯＬ，ＯＲ、に、それぞれ左カメラおよび右カメラのレンズ中心がある。空間中の点Ｐ（ｘ、ｙ、ｚ）を撮影して得た左画像において、点Ｐを投影した点ＰＬのＸＬＹＬローカル座標系における座標をＰＬすなわち（ｘＬ，ｙＬ，）、右画像における点Ｐの投影点ＰＲのＸＲＹＲローカル座標系における座標をＰＲ、（ｘＲ，ｙＲ）とする。また、カメラの焦点距離を、ｆとする。この時、点Ｐ（ｘ、ｙ、ｚ）の座標値は、次式で計算される〔図５を参照〕。
ｘ＝〔ｘＬ・ｈ〕／〔ｘＬ−ｘＲ〕
ｙ＝〔ｙＬ・ｈ〕／〔ｘＬ−ｘＲ〕＝〔ｙＲ・ｈ］／〔ｘＬ−ｘＲ〕
ｚ＝〔ｆ・ｈ〕／〔ｘＬ−ｘＲ〕【００７５】従って、ボールサイズ、クラブのライ角度、ボールサイズ、座標を計算するためのスケール作成などが、不要になるメリットがある。［非特許文献１］に示される計算方式が、プログラムやＬＳＩ化された方法が「演算部」として、好ましく用いられる。
振った時、あるいは、当たった瞬間、センサを働かせ、フラッシュを点灯させることができる。その時の好ましいセンサとしては、加速度センサ、マイクロフォン、圧力センサ、衝撃センサ等が好ましく用いることができる。先に述べた電源を入れるセンサと共用させても良い。【００７６】光は点滅型（ストロボ型）でも良い。また、カメラは、赤外線型であっても良い。暗い所でも、撮影が可能である。衝撃時に、少ない時間ながら、発熱が伴うからである。また、この時、赤外発光型フラッシュを用いても良い。クラブヘッドやクラブやボールを、残光型塗料や、ゴム自身に残光材を加え、残光型にしたものも、好ましく用いられる。ボールを残光型にしておくと、昼間見つけられなかったボールを夜回収して歩く時、非常に効率が高められる。この時、蛍光型も好ましい。というのは、ブラックライトを投影しても光るからである。また、ゴルフシャフトを太陽光発電型にするのも好ましい。カメラからの信号を、近くのモニタに電波を発信して、離れた場所に大きく表示することも、含まれている。【００７７】「追加可能なもの」としては、良い打撃時に、褒める音声を出すこともできる。データを蓄積するタイプも好ましい。後で、解析することもできるからである。
また当該業者が、行っているあらゆる追加事項は一々記すまでもなく、全て適用可能である。関連の業界辞典や、ハンドブック、便覧に記載のことも、一々記すまでもなく、全て適宜適用可能である。
【発明の効果】
【００７８】（１）打撃位置が特定可能になった。
（２）ウッド、アイアン、パターまで、打撃位置が特定できるというと言う新しい効果が発揮された。
（３）高速度カメラが不要となった。【００７９】（４）高速度カメラのようなレンズの大きなものは、一切不要となった。
（５）打撃位置のボールの写真がみられる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００８０】本発明の構成は、１眼カメラと、複眼カメラと大別できる。後者は、カメラを２つは、設置する必要があるが、１眼に比べ、ボールデータが不要、取り付け位置データとライ角度のデータやスケールも、不要となる。これらのデータの設定の煩わしさが、不要となる。【００８１】更に後者は、二つに分類できる。目に相当するレンズ部は、２つ以上設ける場合と、それぞれセンサ部を２個設ける場合と、レンズ部が２個あるものの、センサ部は、１個で、左右に分轄して、それぞれ焦点を結ばせる方法がある。メリットは、上記の設定が不要となり、また、ボールのサイズが変更されても、目的が達成できる。いずれにしても、カメラ方式には、かわりはない。近時、電子周りの技術が、恐ろしいほど進歩し、小型化されてきている。【００８２】次に、本発明に掛かる実施例を示すが、これらは、本発明の有効性を示すもので、これらの実施例により、本発明が限定解釈されるものではない。むしろ、更なる展開の可能性を示すものである。
【実施例１】
【００８３】先ず、次の部品を備えた。すなわち▲１▼電池部、▲２▼電源を入れるセンサ、▲３▼衝撃の信号を受け取ってイメージセンサを作動させるトリガ機構部、▲４▼画像メモリー部、▲５▼画像よりボール位置を計算する演算部、▲６▼打撃位置を表示するモニタ部である。【００８４】ゴルフ用の普通の「ドライバー」を準備した。クラブヘッドから、２７ｃｍの所に、カメラを取り付けた。カメラのサイズは、約１５Ｘ１５ｍｍであり、ここで使ったイメージセンサは、ＯＶ７６４０（オムニビジョン社製）とした。その方向は、ヘッド方向にした。表示部（モニタ）は、約２０ｍｍＸ４０ｍｍで、その背面に基盤を設け、画像メモリーとＣＰＵ、電池部（例：単４電池１個）、カメラと電源を入れるセンサとして角速度センサ〔エプソントヨコムＸＶ−３５００ＣＢ〕も同じ所に実装した。【００８５】更に、衝撃を感知するセンサとして、加速度センサを用いた。加速度センサは、日立金属社製（加速度センサＨ４８Ｄ）を用いた。この配置は、図１の通りである。生産技術の進歩により予想外に小さい形状となった。ＣＰＵには、表示は白黒で、フェースの外形が、画面一杯に現れるようにプログラムを入力した。【００８６】計算の方式は、次の式でプログラム言語は、Ｃ言語を用いた。クラブヘッドの上面のＸ軸上に、仮想スケール（単位長の縞模様）を設けた。この仮想スケールを撮影時のピクセル数に変換し座標を作成した。その式は、次の通りである〔図１を参照〕。
線分（ｏからｘ２まで）＝ｓ１、線分（ｘ３からｘ４まで）＝ｓ２、ルートは√（平方根）を意味する。【００８７】また、ｍは、原点ＯからＫまでの長さ、ｍ１は、Ｋからｘ２までの長さ、ｎ１は、Ｋからｘ３までの長さで、ｎ２は、Ｋからｘ４までの長さで、ｐ１は、ｏからｘ２までのカメラで撮影したときの見掛け上のサイズ（ピクセル数）である。ｐ２は、ｘ３からｘ４までのカメラで撮影したときの見掛け上のサイズ（ピクセル数）である。【００８８】      β＝ｔａｎ−１（ｙ１／（ｘ１＋ｓ１）
ｍ１＝ルート〔（ｘ１＋ｓ１）２＋ｙ１２〕
ここでｓ１＝１ｃｍとしたので、
ｍ１＝ルート〔（ｘ１＋１）２＋ｙ１２〕
ｐ１＝ルート〔ｓ１２＋（ｍ１−ｍ）２−２・ｓ１・（ｍ１−ｍ）・ｃｏｓβ〕
＝ルート〔ｍ２＋（ｍ１−ｍ）２−２・１・（ｍ１−ｍ）・ｃｏｓβ〕【００８９】以上の処理を繰り返せばスケール（ピクセル数）が作成できる。
ｍ１のとき２３ピクセル／ｃｍ
ｎ２のとき１６ピクセル／ｃｍ
が撮影で計測したデータである。この値になるか実際に検証した。【００９０】        ｍ＝２７ｃｍ
α＝６０°
ｎ２＝３３ｃｍ  とする。
ｘ１＝２７・ｔａｎ６０°＝１３．５ｃｍ
ｙ１＝１３．５・ｔａｎ６０°＝２３．３８ｃｍ【００９１】      β＝ｔａｎ−１〔ｙ１／（ｘ１＋ｓ１）〕
＝ｔａｎ−１〔２３．３８／１４．５）〕
＝５８．１９°
ｍ１＝ルート〔（ｘ１＋１）２＋ｙ１２〕
＝ルート〔１４．５２＋２３．３８２〕
＝２７．５１ｃｍ【００９２】      ｐ１＝ルート〔ｓ１２＋（ｍ１−ｍ２）２−２・ｓ１・（ｍ１−ｍ）ｃｏｓβ〕
ｓ１＝１ｃｍにしたので、
ｐ１＝ルート〔１２＋０．５１２−２・１・０．５１・ｃｏｓ５８．１９°〕
＝０．８４９
γ＝ｓｉｎ−１（ｙ１／ｎ２）
γ＝４５．１１°
いまｘ軸ｎ２との交点座標をｘ３とすると【００９３】      ｘ３＝ｎ２・ｃｏｓγ
＝３３・ｃｏｓ４５．１１°
ｎ１＝ルート〔ｙ１２＋（ｘ３−１）２〕
＝ルート〔２３．３８２＋２２．２８２〕
＝３２．２８ｃｍ
ｎ２−ｎ１＝３３−３２．２８＝０．７２ｃｍ【００９４】ｐ２＝ルート〔ｓ２２＋（ｎ２−ｎ１）２−２・ｓ２・（ｎ２−ｎ１）・ｃｏｓβ〕
ｓ２＝１ｃｍより
ｐ２＝ルート〔１２＋０．７２２−２・１・０．７２・ｃｏｓ４５．１１°〕
＝０．７１２【００９５】  いまｐ１が２３ピクセルから
ｐ２＝（０．７１２／０．８４９）・２３
＝１９．２【００９６】これに距離を考慮すると（倍率は距離に反比例）
ｐ２＝１９．２＊（２７ｃｍ／３３ｃｍ）＝１５．７となる
以上より実験結果の検証ができた【００９７】    カメラ取り付け位置での単位ｃｍのピクセル数＝ｐｓ  とし、
ボール計測値（ピクセル数）    ＝ｂｐ
ボールサイズ                  ＝ｂｓｚ（４２．６７ｍｍ）
カメラ取り付け位置            ＝ｍ                とし、【００９８】        （ｐ１・ｂｐ・ｃ）／（ｐｓ・ｂｓｚ・ｍ）＝１
から
ｃ＝（ｐｓ・ｂｓｚ・ｍ）／（ｐ１・ｂｐ）【００９９】        ａ＝ｃ・ｃｏｓβ
ｂ＝ｃ・ｓｉｎβ
となり座標位置が求めることができた。演算部は、このような，数値計算を、一瞬に遂行し得た。ボールサイズは、標準の４２．６７ｍｍで、入力した。表示は、ボールの画像と、打撃中心が、フース画像に表示できた。検証する為に、予め（株）ジャパーナ製感圧紙「ショットマーク」をフェースに貼り付けた。その結果、表示と感圧紙の結果とは、極めて近い結果となり、誤差は実寸で、２ｍｍ程度と、驚くべき結果が得られた。
【産業上の利用可能性】
【０１００】本発明は、スポーツ類の打撃位置決定に役立つ。特にゴルフにおいては、ウッドだけではなく、アイアンにも、パターにも役立つ。
【図面の簡単な説明】
【０１０１】
【図１】は、本発明のクラブフェースとシャフトとボールの関係を「前横」から見たボール位置計算のための一例を示す模式図である。
【図２】は、本発明のクラブヘッドをカメラ方向から見た時の模式図で、撮影時のボール位置を説明するための一例である。
【０１０２】
【図３】は、図２において、本発明のクラブフェースとシャフトとボールの関係を「カメラ方向」から見たボールのクラブフェースに対する遠近の位置関係を示す模式図である。
【図４】は、本発明の電気的処理（情報など）の流れを示す。
【図５】は、複数のイメージセンサ（ステレオ画像）による距離計測の原理図である。
【符号の説明】
【０１０３】１００は、クラブヘッドである。
１０１は、シャフトである。
１０２は、ボールである。
〔０１０４〕
Ｋは、イメージセンサ（カメラ）である。
Ｂは、ボール中心である。
ａは、位置計算をするための３角形の一辺を示す。
ｂは、位置計算をするための３角形の一辺を示す
ｃは、位置計算をするための３角形の一辺を示す。
〔０１０５〕
Ｘは、クラブヘッドに接した計算用のＸ軸である。その接点はｘ３である。
Ｙは、カメラ位置からの計算用垂直軸である（ＸＹは、直交２軸で、座標が形成されている）。Ｏは、ＸＹ座標の原点を示す。
ｘ１は、カメラのＸ座標である。
ｙ１は、カメラのＹ座標である。
〔０１０６〕
αは、クラブのライ角である。
βは、線Ｋ−ＢとＸ軸とのなす角度である。
ｘ１は、カメラのＸ座標である。
ｘ２は、線分Ｋ−ＢとＸ軸との交点である。
ｘ３は、クラブヘッドに接した計算用のＸ軸である。その接点がｘ３である。
ｘ４は、Ｘ軸上で、ｘ３から単位長離れた位置である。
〔０１０７〕
ｍは、原点ＯからＫまでの長さである。
ｍ１は、Ｋからｘ２までの長さである。
ｎ１は、Ｋからｘ３までの長さである。
ｎ２は、Ｋからｘ４までの長さである。
ｐ１は、ｏからｘ２までのカメラで撮影したときの見掛け上のサイズ（ピクセル数）である。
ｐ２は、ｘ３からｘ４までのカメラで撮影したときの見掛け上のサイズ（ピクセル数）である。
〔０１０８〕
２００は、クラブヘッドである。
２０１は、シャフトである。
２０２は、ボールである。
（２００番台は、図２に関連する符号である）
〔０１０９〕
３００は、クラブヘッドである。
３０１は、シャフトである。
３０２は、ボールである。
３０３は、イメージセンサ（カメラ）と表示部（モニタ）である。
３０４は、カメラ方向から見た２個のボールの中心線である。
（３００番台は、図３に関連する符号である）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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